Ako dodávateľ trojfázových olejových ponorných výkonových transformátorov sa ma často pýtajú, ako fungujú ochranné zariadenia týchto transformátorov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do rôznych ochranných zariadení používaných v trojfázových olejových ponorných transformátoroch a vysvetlím ich princípy fungovania.
Nadprúdová ochrana
Nadprúdová ochrana je jedným z najzákladnejších ochranných mechanizmov v trojfázovom olejovom transformátore. Keď prúd pretekajúci transformátorom prekročí jeho menovitú hodnotu, môže dôjsť k prehriatiu a poškodeniu vinutia.
Existujú dva hlavné typy nadprúdovej ochrany: okamžitá nadprúdová ochrana a časovo oneskorená nadprúdová ochrana.
Okamžitá ochrana proti nadmernému prúdu
Toto ochranné zariadenie funguje okamžite, keď prúd prekročí vopred nastavenú hranicu. Je určený na rýchle odpojenie transformátora od napájacieho systému v prípade vážnej poruchy skratu. Okamžité nadprúdové relé sníma prúd cez prúdové transformátory (CT) inštalované v primárnom a sekundárnom obvode transformátora. Keď prúd dosiahne dostatočne vysokú hodnotu na spustenie relé, vyšle signál do ističa, ktorý následne vypne a odpojí transformátor od napájania.
Time - Oneskorený Over - Prúdová ochrana
Časovo oneskorená nadprúdová ochrana sa používa na zvládnutie menej závažných nadprúdových situácií. Namiesto okamžitého vypnutia umožňuje transformátoru prenášať nadprúd po určitú dobu. Je to preto, že niektoré krátkodobé nadprúdy môžu byť normálne, napríklad pri štartovaní motora. Časové oneskorenie sa nastavuje na základe tepelnej kapacity transformátora a predpokladaného trvania nadprúdu. Podobne ako pri okamžitej nadprúdovej ochrane, používa aj CT na snímanie prúdu a relé na odoslanie vypínacieho signálu do ističa, keď nadprúd pretrváva po uplynutí nastaveného časového limitu.
Ochrana proti prepätiu a podpätiu
Ochrana proti prepätiu
Prepätie môže spôsobiť poruchu izolácie vo vinutí transformátora, čo vedie ku skratu. Zariadenia na ochranu proti prepätiu monitorujú napätie na svorkách transformátora. Potenciálne transformátory (PT) sa používajú na zníženie vysokého napätia na úroveň, ktorú je možné merať ochranným relé. Keď napätie prekročí vopred stanovenú bezpečnú hranicu, aktivuje sa prepäťové relé. Potom vyšle signál do ističa, aby odpojil transformátor od napájacieho systému.
Ochrana proti podpätiu
Podpätie môže mať tiež negatívny vplyv na transformátor a pripojené záťaže. Môže spôsobiť zastavenie motorov a zníženie účinnosti elektrického zariadenia. Podpäťová ochrana funguje podobne ako prepäťová ochrana. PT merajú napätie a keď napätie klesne pod nastavenú hodnotu, podnapäťové relé vyšle signál do ističa, ktorý môže vypnúť transformátor alebo vykonať iné vhodné opatrenia na ochranu systému.
Diferenciálna ochrana
Diferenciálna ochrana je vysoko citlivá metóda ochrany pre trojfázové výkonové transformátory ponorené do oleja. Porovnáva prúd vstupujúci a vystupujúci z transformátora. Prúdové transformátory sú inštalované na primárnej aj sekundárnej strane transformátora.
Princíp fungovania je založený na Kirchhoffovom súčasnom zákone, ktorý hovorí, že súčet prúdov vstupujúcich do uzla sa rovná súčtu prúdov opúšťajúcich uzol. V zdravom transformátore by mal byť prúd vstupujúci a odchádzajúci v rovnováhe. Avšak v prípade vnútornej poruchy, ako je skrat vo vinutí, je rovnováha narušená.
Diferenciálne relé nepretržite vypočítava rozdiel medzi primárnym a sekundárnym prúdom. Ak tento rozdiel prekročí prednastavenú hodnotu, signalizuje to internú poruchu a relé vyšle signál do ističa na vypnutie transformátora. Táto metóda ochrany dokáže rýchlo odhaliť a izolovať vnútorné poruchy, čím sa minimalizuje poškodenie transformátora.
Ochrana proti teplote
Teplota je kritickým parametrom pre bezpečnú prevádzku trojfázového olejového transformátora. Vysoké teploty môžu urýchliť starnutie izolačného materiálu a znížiť životnosť transformátora.
Ochrana teploty oleja
Olej v transformátore slúži ako chladivo aj ako izolačné médium. V oleji sú nainštalované teplotné snímače, ktoré monitorujú jeho teplotu. Keď teplota oleja stúpne nad určitú hranicu, môže to znamenať problém, ako je preťaženie alebo vnútorná porucha. Teplotné relé vyšle signál buď na alarm operátora, alebo na vypnutie transformátora, v závislosti od závažnosti zvýšenia teploty.
Ochrana proti teplote vinutia
Okrem teploty oleja sa sleduje aj teplota vinutia transformátora. Teplota vinutia sa odhaduje meraním teploty oleja a zohľadnením zaťažovacieho prúdu. Pretože teplo generované vo vinutí je úmerné druhej mocnine prúdu, teplota vinutia sa dá vypočítať presnejšie. Podobne ako pri ochrane pred teplotou oleja, keď teplota vinutia prekročí bezpečnú hranicu, vykonajú sa vhodné opatrenia na ochranu transformátora.
Plynová ochrana (Buchholzovo relé)
Buchholzove relé je veľmi dôležité ochranné zariadenie pre olejové transformátory. Inštaluje sa do potrubia medzi nádržou transformátora a konzervátorom.
Keď sa v transformátore vyskytne vnútorná porucha, napríklad skrat vo vinutí, generuje sa teplo, ktoré spôsobuje rozklad oleja a tvorbu plynu. Buchholzove relé má dve komory: spodnú komoru a hornú komoru.
V prípade menšej poruchy, ako je napríklad pomaly sa rozvíjajúci rozpad izolácie, sa vzniknutý plyn hromadí v spodnej komore. Ako sa plyn hromadí, vytláča olej, čo spôsobuje, že plavák v spodnej komore stúpa. Keď plavák dosiahne určitú polohu, aktivuje kontakt, pomocou ktorého je možné poslať poplachový signál do riadiacej miestnosti.
V prípade závažnej poruchy, napríklad silného skratu, prúdi veľké množstvo plynu a oleja rýchlo smerom ku konzervátoru. To spôsobí pohyb prepážky v hornej komore, ktorá aktivuje ďalší kontakt. Tento kontakt sa používa na vypnutie transformátora, jeho odpojenie od napájacieho systému, aby sa zabránilo ďalšiemu poškodeniu.
Záver
Ochranné zariadenia trojfázových olejových transformátorov zohrávajú kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní bezpečnej a spoľahlivej prevádzky elektrizačnej sústavy. Každé ochranné zariadenie má svoju vlastnú jedinečnú funkciu a princíp fungovania a spolupracujú pri zisťovaní a reakcii na rôzne poruchy a abnormálne stavy.
Ako dodávateľTrojfázový výkonový transformátor ponorený do olejasme odhodlaní poskytovať vysokokvalitné transformátory s pokročilými ochrannými systémami. Naše transformátory, ako napr11kv distribučný transformátora20kv olejový rozvodný transformátor, sú navrhnuté tak, aby spĺňali najvyššie priemyselné štandardy a ponúkali spoľahlivý výkon.
Ak máte záujem o naše produkty alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa ochranných zariadení trojfázových olejových ponorných výkonových transformátorov, neváhajte nás kontaktovať pre ďalšiu diskusiu a rokovania o obstarávaní.
Referencie
- Blackburn, JL (1998). Ochranné relé: princípy a aplikácie. Marcel Dekker.
- Gross, CA (1986). Výroba, prevádzka a riadenie elektrickej energie. John Wiley & Sons.
- Stevenson, WD (1982). Prvky analýzy energetického systému. McGraw - Hill.